光面預裂爆破技術

PAGEPAGE2鐵路工程光面預裂爆破推廣應用交流會光面預裂爆破技術本小冊子采集《現(xiàn)代水利水電工程爆破》（張正宇、張文煊等著，2003年，中國水利水電出版社）、《現(xiàn)代公路工程爆破》（劉運通、高文學、劉宏剛編著，2006年，人民交通出版社）、《交通土建工程爆破工程師手冊》（張志毅、王中黔主編，2002年，人民交通出版社）三部著作中的相關內(nèi)容匯編成冊，供2007年由中國鐵道學會與鐵道部建設司聯(lián)合主辦的“鐵路工程光面預裂爆破推廣應用交流會”參考。xx年xx月目錄TOC\o"1-2"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc175105288"1路塹預裂爆破和光面爆破1HYPERLINK\l"_Toc175105289"1．1概述1HYPERLINK\l"_Toc175105290"1．2預裂縫的形成機理3HYPERLINK\l"_Toc175105291"1．3預裂爆破參數(shù)間的關系10HYPERLINK\l"_Toc175105292"1．4預裂爆破裝藥量的確定15HYPERLINK\l"_Toc175105293"1．5預裂爆破施工20HYPERLINK\l"_Toc175105294"1．6預裂爆破與主爆區(qū)炮孔的相互關系22HYPERLINK\l"_Toc175105295"1．7預裂爆破的減震效果25HYPERLINK\l"_Toc175105296"1．8不同抗力條件下的預裂爆破29HYPERLINK\l"_Toc175105297"1．9光面爆破及其作用30HYPERLINK\l"_Toc175105298"1．10光面爆破參數(shù)的確定31HYPERLINK\l"_Toc175105299"1．11光面爆破新技術32HYPERLINK\l"_Toc175105300"1．12預裂及光面爆破的質量控制和效果評價34HYPERLINK\l"_Toc175105301"2隧道光面爆破和預裂爆破37HYPERLINK\l"_Toc175105302"2．1爆破參數(shù)設計37HYPERLINK\l"_Toc175105303"2．2光面爆破施工42HYPERLINK\l"_Toc175105304"2．3預裂爆破施工43HYPERLINK\l"_Toc175105305"2．4光面爆破、預裂爆破質量評定44PAGE5311路塹預裂爆破和光面爆破1．1概述預裂爆破是在爆破開挖過程中，沿設計開挖輪廓線打密集孔裝少量炸藥預先爆炸成縫，以防止爆破區(qū)炮孔爆破引起爆區(qū)外保留巖體或其他建筑物破壞的一種技術。由于在開挖區(qū)和保留區(qū)之間預先形成一條裂縫，使主爆區(qū)爆破的應力波傳到預裂縫時被反射掉一部分，透射到保留巖體中的應力波強度減少，從而達到減震的目的。另一方面，預裂縫切斷爆區(qū)傳來的裂縫．避免其伸入保留巖陣內(nèi)，達到保護巖體不被破壞。此外，采用預裂爆破開挖的巖面平整美觀，超欠挖量少，可以減少混凝土的回填量，使其得以廣泛推廣應用。為了得到整齊的壁面，瑞典的一些科學家，如U.蘭格福斯等人在樹脂玻璃和地下工程巖石中進行試驗，得到關于光面爆破的初步結果。這一技術在美國和加拿大得到進一步發(fā)展：l957年在美國科羅拉多礦山采用了預裂法；1959年美國尼亞加拉水電站引水渠和豎井開挖中使用了預裂爆破法；美國的D．Holmes(霍爾米斯)做過許多試驗，將預裂爆破應用到各種地下工程中。之后，許多國家在花崗巖、石灰?guī)r、白云巖、片巖、頁巖、片麻巖中都取得預裂或光面爆破的良好效果。我國于1964～1965年曾在湖北陸水水電站施工中做過淺孔預裂爆破試驗，并在護坦開挖中使用，取得良好效果。20世紀70年代，在葛洲壩水利樞紐工程中曾做過大規(guī)模預裂爆破試驗，取得了適用于該工程的預裂爆破參數(shù)，之后，設計單位在施工中將緩坡均改為較陡的邊坡，并實施預裂爆破。像這樣大規(guī)模地運用預裂爆破，在中國爆破史上尚屬首次。該工程預裂孔有垂直的，也有傾斜的(60～75)，一次鉆孔最大深度達38m，在砂巖和礫巖地質條件下均取得了良好的預裂壁面。葛洲壩的成功經(jīng)驗為水利水電行業(yè)全面推廣應用預裂爆破打下了良好的基礎。l978～1979年作者及同事對預裂爆破進行了總結，隨后在東江水電站等工程中又取得堅硬巖石中進行預裂爆破的經(jīng)驗(1984年，作者將東江水電站等工程的經(jīng)驗再次進行總結，撰寫的。預裂爆破的原理、設計、試驗與施工論文收錄到了由原水利電力部水電建設總局編輯印刷的“預裂爆破在水電建設中的應用”內(nèi)部專題文集中)。1983年，《水工建筑物巖石基礎開挖工程施工技術規(guī)范》SDJ211－83將預裂爆破收入其中。自此，在水電建設中，預裂爆破已成為必須進行的保護邊坡質量的技術措施。此后，我國水利水電行業(yè)在許多工程中都取得了優(yōu)良的預裂爆破效果，整齊的預裂壁面像紀念碑一樣標志著我國開挖質量進入一個嶄新的階段。巖石開挖往往是利用炸藥的爆炸力，將巖石炸碎并將其運走。這種爆炸力經(jīng)常會使靠近開挖區(qū)的巖體或建筑物破壞。在大型爆破中，特別是深孔爆破條件下，即使采取斜孔、毫秒分段、限制一響起爆藥量等措施，破壞區(qū)的范圍依然很大。深孔臺階爆破造成的破壞形狀如圖1－1所示。表1－1系葛洲壩等工程中深孔爆破巖體破壞范圍的實測值，由該表可見破壞范圍很大。開挖區(qū)外的保留巖體，有時是建筑物的基礎或支撐體，或者是岸坡，要求完整，以保證建筑物的安全或邊坡穩(wěn)定。過去的開挖爆破方法．超欠挖量大，開挖邊界不平整．破壞嚴重．超挖量要用大量混凝土回填，增加了工程投資。為了保護保留巖體和邊界完整，過去主要采用預留保護層或設置防震孔等預防措施。這些措施一則使開挖工期延長，增加投資；另外，防震孔雖有一些防震作用，但卻會引導爆破裂隙伸入保留巖體，效果不好。表1－1深孔臺階爆破破壞范圍巖石特性臺階后沖表面破破壞范圍SS(藥包直徑徑的倍數(shù)))臺階底部水平破破壞范圍LL(藥包直徑徑的倍數(shù)))臺階底部垂直破破壞范圍(藥包直徑的倍數(shù)數(shù))裂隙發(fā)育（或有有軟弱夾層層）120～3500140（葛洲壩工程實實測值）15～36中等裂隙（）60～10020～4055～10注表中為體積裂隙空隙率。美國、加拿大等國家，在預裂爆破未出現(xiàn)前，為了減少超欠挖和保護保留巖體，多年來一直采用輪廓線鉆孔法(即防震孔法)、緩沖爆破和光面爆破法等。(1)輪廓線鉆孔法。采用50～80mm的孔徑，接2～4倍孔徑的間距進行布孔，使巖體沿開挖線形成薄弱面。輪廓線孔與相鄰炮孔的間距一般是主爆破孔最小抵抗線的50％～70％；相鄰炮孔的間距是主炮孔間距的0.75倍，裝藥量是主炮孔的50％，起著減緩對輪廓線孔破壞的作用。輪廓線鉆孔法一般用于明挖，多用于層理、節(jié)理和裂隙不發(fā)育的均質巖石中。輪廓線孔一般不裝藥，后來．裝入少量炸藥，類似于光面爆破。(2)緩沖孔爆破。此法首先在加拿大采用。沿輪廓線打大孔徑鉆孔(100～170mm)，裝入少量炸藥(用沙填實)．在主爆孔后起爆，類似于現(xiàn)在采用的光面爆破。炮孔間用導爆索起爆可得到很好的效果．此法較之防震法減少了鉆孔量．(3)光面爆破法。此法已是大家很熟悉的減少圍巖破壞和獲得整齊邊坡面的施工方法。它與緩沖孔爆破法相似．但其孔徑較小(60～90mm)。上述方法與不采用任何措施，只預留保護層的辦法相比，顯然前進了一大步，但它們都是在主爆孔之后起爆，所以在時差選擇上若有不當，便會造成主爆區(qū)裂縫深入保留區(qū)。預裂爆破的出現(xiàn)使主爆孔爆破后的裂隙不再深入保留區(qū)。但預裂爆破是一種夾制作用很強的爆破，其對巖體的損傷是不能忽視的。與光面爆破比較．預裂爆破有其鮮明的特點，因而直到現(xiàn)在它仍然被許多工程采用。在三峽工程建設中，預裂爆破與光面爆破同時被采用，它們由設計者和施工者根據(jù)具體情況及經(jīng)驗而選定。預裂爆破常用于明挖，也可用于洞挖(多用于兩邊邦)。不論明挖或洞挖，應注意它的爆破不能破壞其他炮孔的完整。預裂爆破一般說來可用于任何一類巖石和任何條件。但是，在對成縫不利的地應力條件下，有時很難形成裂縫；在堅硬巖石中裂縫很窄，而在軟巖中裂縫較寬；在破碎的巖體中，裂縫有時不規(guī)則，壁面整齊程度也較差。盡管如此，不進行預裂與進行預裂相比，其結果相差是非常明顯的。1．2預裂縫的形成機理20世紀60年代初期，在工程施工中成功地進行預裂爆破之后，開始了關于預裂成縫機理和模型試驗的探討。美國、瑞典、日本以及南非的一批爆破學者先后提出爆破成縫機理的見解．也有人從斷裂力學的觀點解釋預裂成縫機理，利用動光彈模型進行另一種途徑的研究。預裂爆破實踐證明：巖層的走向，傾角、裂隙發(fā)育程度，力學強度，地應力的大小等都影響裂縫的形成和開度；鉆孔直徑、間距和裝藥量也直接影響裂縫的形成和開度；將它們做成模型進行試驗與現(xiàn)場實施效果建立定量關系有很多困難，因為模型無法模擬上述各種因素。但是，模型試驗可以作一些定性研究。1．2．1半無限體單孔爆破的物理現(xiàn)象炸藥爆炸時，在極短的時間內(nèi)由固體變成大量氣體，體積急劇增大，產(chǎn)生巨大的能量破壞巖體。圖1-2不同距離上的壓力－時間曲線圖1-2不同距離上的壓力-時間曲線炸藥在炮孔內(nèi)爆炸，以每秒數(shù)千米的爆轟速度順藥柱傳播，將能量釋放出來。爆炸產(chǎn)生高速沖擊作用，同時產(chǎn)生高溫高壓氣體，溫度可達2000～5000℃，壓力可達數(shù)萬個大氣壓。高速沖擊作用以波動方式向四周傳播．在孔壁作用的時間極短，約為微秒量級。由于高速沖擊作用帶有很高的沖擊壓力，許多人把它作為動力作用下巖體破壞的能源。高溫高壓氣體比沖擊波的作用時間要長得多，大約在幾到幾十毫秒以上，與沖擊作用相比，可近似地把它看為準靜態(tài)作用。目前，解釋巖石爆破破碎原理和預裂爆破成縫機理都以上述兩種動力作用為基礎。圖1-2不同距離上的壓力－時間曲線圖1-2不同距離上的壓力-時間曲線圖1-2是在大理石中實測不同距離的壓力一時間曲線，從中可見波峰壓力衰減很快。在半無限單孔中裝藥爆破，炮孔壁受到強大的沖擊波作用；峰值壓力可達幾十萬個大氣壓，在較遠的地段，波峰變得平緩并衰變?yōu)閼Σ?。巖體受到爆炸沖擊波作用時間在微秒級(炮孔爆破)。巖體對它的反應是十分復雜的，巖體內(nèi)產(chǎn)生應力和變形，同時開始運動。巖體的應力也以運動的形式傳播，這種運動往往造成巖體的破壞．在炮孔周圍可以明顯看到破碎和裂縫。爆炸氣體在炮孔中被封閉的時間可達幾個毫秒至十幾個毫秒(與抵抗線大小和堵塞長度等有關)，可視為壓力的均勻作用狀態(tài)。高壓氣體可滲入裂縫中，形成所謂的“氣刃”效應．使裂縫延伸．實踐發(fā)現(xiàn)．不是所有的裂縫都同時得到延伸，而是少數(shù)幾條延伸得特別遠。在爆炸沖擊波和氣體的作用下，炮孔周圍的破碎區(qū)大約可達炮孔半徑的l倍左右，而徑向裂縫的長度可達炮孔直徑的20倍左右。炮孔內(nèi)裝藥爆破，使爆炸不破壞孔壁而又產(chǎn)生徑向裂縫，同時在它附近另有裝藥炮孔存在，爆炸有可能使兩孔連線間的徑向裂縫連通起來，這就是預裂爆破成縫的基本概念。1．2．2預裂爆破成縫的機理保證預裂爆破成功的必要條件是不壓壞孔壁和沿預定的方向成縫。如前所述，炸藥爆炸后，產(chǎn)生的沖擊壓力和高壓氣體的作用，會使孔壁產(chǎn)生劇烈的破碎。要想不壓壞孔壁必須采用低爆速炸藥或不耦合裝藥法。若為藥包直徑，為鉆孔直徑；則將D/d稱為不耦合系數(shù)。試驗發(fā)現(xiàn)：藥包與孔壁之間存在空氣間隙，即不耦合系數(shù)大于1．會大大降低孔壁所受的壓力。伊藤一郎等測量過不耦合條件下孔壁切向應力的變化，如圖1-3所示。當不耦合系數(shù)為2.5時，作用在藥室內(nèi)壁的最大切向應力只相當于不耦合系數(shù)為l.1時的大約l／16。因此．完全有可能將現(xiàn)有的常用炸藥，用不耦合裝藥來降低孔壁壓力。把幾萬個大氣壓降到每平方厘米其有幾千或幾百公斤的壓力值。當此值小于或接近于巖石的極限抗壓強度時便可使孔壁不受壓縮破壞或者只有極少量的破壞。圖1-3作用在藥室內(nèi)壁的切線方向應力與不耦合系數(shù)的關系在不壓壞孔壁的條件得到保證后，沿預定方向成縫只需調(diào)整相鄰孔的孔距和孔內(nèi)裝藥量便可達到。至于為什么調(diào)整藥量和相鄰孔之間的距離，便可形成裂縫的解釋，有以下幾種說法。1.應力波干涉破壞理論1962年，W．I．Duvoll(杜瓦爾)和K．S．Panie(佩因)提出“相鄰炮眼產(chǎn)生的應力波相互干擾”的理論。該理論認為：如果幾個相鄰炮孔中的炸藥同時爆炸，爆炸應力波以炮孔為中心呈放射狀向外傳播，一般在其切線方向會產(chǎn)生拉應力。由兩個爆破孔出發(fā)，沿半徑方向擴展的應力波，在兩孔連線的中點相會，并產(chǎn)生干擾(圖1-4)。兩個波的匯合處產(chǎn)生的合力垂直于兩個爆破孔軸線的連接面，方向向外。在這個連接面(圖1－4中間虛線)的兩側，巖面各向相反的方向移動。因此．兩個炮孔軸線的連接面成為受拉面．整個拉應力的作用使巖體沿此面斷裂．應力波干涉作用理論指出了兩個物理現(xiàn)象。第一，相鄰兩孔應同時起爆，以保證應力波在兩孔連線的中點產(chǎn)生疊加；第二，應力波疊加后，相鄰兩孔中點產(chǎn)生的拉應力成倍增加，裂縫因此從中點首先產(chǎn)生，并向兩孔方向發(fā)展。至于爆炸產(chǎn)生的高壓氣體在巖體成縫的作用則沒有提到。2．以高壓氣體為主要作用的理論U.蘭格福斯、山口梅太郎等人認為，爆生氣體的作用對預裂爆破和光面爆破成縫的影響更大。在氣體圖1-4應力波干涉作用示意圖壓力共同作用下，炮孔相距很近時，炮孔連線上因應力條件而產(chǎn)生很高的拉應力。相鄰炮孔同時作用，會使孔連線的面破裂得更整齊。山口梅太郎的試驗和計算證明，兩圓孔連線與孔壁的交點在切線方向產(chǎn)生很大的拉應力。這一切向應力在距相鄰炮眼較遠一側也發(fā)生，這種應力條件，在兩孔相距很小和圓孔直徑越大時越明顯，兩孔連線切向最大應力發(fā)生在孔壁上，因此他認為，裂縫的發(fā)生應首先出現(xiàn)在孔壁上．當孔的間距較小時．兩孔之間也會產(chǎn)生較大的拉應力(圖1-5)。預裂爆破與光面爆破時巖石的開裂，可認為是由孔壁切向拉應力造成的，而且孔的間距與裂縫的開裂關系很大。據(jù)上得出以下結論：不論是單孔或是兩孔同時起爆，裂縫均能產(chǎn)生，后者更易形成裂縫；要加長爆破氣體的作用時間，強調(diào)堵塞和不耦合裝藥，要求炸藥的爆速低，生成氣體量多；關于應力波，他們認為不會形成孔間貫穿裂縫，僅能形成潛在的閉合裂縫．對于單孔而言，這些裂隙是無規(guī)則的，對于雙孔而言，兩孔連線方向的裂縫最長，裂縫的貫穿是在氣體作用下完成的；裂縫是由孔壁向中間發(fā)展的。3．爆炸應力波與高壓氣體聯(lián)合作用理論1963年前后，美國科羅拉多礦業(yè)學院的研究生A．Maihias對預裂爆破成縫機理進行了模型試驗研究，認為爆炸應力波產(chǎn)生的拉應力形成徑向開裂，然后被爆炸氣體產(chǎn)生的拉應力擴展延伸，當孔間距小到能使氣體形成的裂縫連通時，預裂縫便形成了。他還認為．爆生氣體在滲入裂縫之前，應力波在兩孔間形成的裂縫已經(jīng)產(chǎn)生．以使其能選擇孔間連線擴展成縫。他還認為應力波到達相鄰孔后，在孔連線方向的孔壁產(chǎn)生拉應力，應力波的徑向是壓應力．這種應力狀態(tài)有利于兩孔連線成縫．而阻礙與連線垂直向裂縫的擴展(圖1—6)。圖1-5孔間距與裂縫的關系圖1-6爆炸高壓氣體對孔壁的作用一孔中心距與孔的直徑之間比值1968年，美國人H．K．Kotter和C.Fairhorst的試驗證明：應力波在兩炮孔中間不可能形成開裂。同時起爆時，爆炸氣體形成的應力場在預裂縫的形成中起主要作用。南非人A.N．Brown的高速攝影試驗證明：炮孔之間的開裂發(fā)生在爆轟波之后、沖擊波形成的同時，而裂隙的開展較遲，可以認為是氣體產(chǎn)生的。應力集中和應力波的干擾也是存在的。1979年，作者在“預裂爆破及其在水工建設中的運用”一文中曾對這一理論作過論述：“這理論可以用以下粗略的模式來描述，爆炸應力波由炮孔向四周傳播，在孔壁及炮孔連線方向出現(xiàn)較長裂縫，隨后在爆炸氣體作用下，使原裂縫延伸擴大．最后形成平整的開裂面。上述模模式將預裂裂成縫機理理分為兩個個過程，即即應力波的作用過過程和高壓壓氣體的作作用過程，它們有先后，但又是連續(xù)的不可分割的。第一個過程是應力波的作用。當應力波從孔壁向四周傳開后，產(chǎn)生的切向拉應力超過巖石的抗拉強度而使巖石破裂。最初的裂縫出現(xiàn)在從炮孔壁向外的短距離內(nèi)。如果應力波在兩孔之間能夠發(fā)生疊加，那么，在此區(qū)段內(nèi)，合成拉應力也可能使巖石產(chǎn)生裂縫。因此，應力波的作用，既能夠發(fā)生疊加，也能在炮孔之間出現(xiàn)某些發(fā)狀破裂，上述裂縫可能連接起來。于是炮孔連線方向出現(xiàn)較長裂縫的幾率較其他方向大得多。這些裂縫給預裂面的形成創(chuàng)造有利的導向條件。爆炸高高壓氣體緊緊接著應力力波作用到孔孔壁上，它它的作用時時間比應力力波要長得多多，孔周圍圍便形成類類似于靜態(tài)態(tài)的應力場場。相鄰炮炮孔互相作作用，并互互位于應力力場中?？卓字羞B線方方向產(chǎn)生很很大的拉應應力，孔壁壁兩側產(chǎn)生生拉應力集集中。如果果孔的間距距很近，則則炮孔之間間連線兩側側全部是拉拉應力區(qū)((圖1-6)，并達到足以以拉斷巖石石的程度。如果相相鄰孔的距距離很小，上上述拉應力力可以是巖巖石抗拉強強度的數(shù)倍倍，孔壁的的集中拉應應力還要大大。因此，即即使應力波波沒有產(chǎn)生生裂縫，單單靠高壓氣氣體的作用用，也可能能使巖石斷斷裂。如果果應力波產(chǎn)產(chǎn)生了初始始裂縫，高高壓氣體滲滲入便裂縫縫尖端產(chǎn)生生‘氣刃效應’。由于氣氣體作用的的時間比應應力波長得得多，其總總能量也大大得多。所所以，氣體體的作用不不僅能保證證形成貫通通裂縫，還還可以使裂裂縫有一定定的寬度。因因此爆炸氣氣體作用是是預裂縫最最終形成的的基本條件件，起著主主導的作用用?！?．2．3兩相鄰孔預裂爆爆破時的幾幾種組合情情況的分析析利用應應力波和高高壓氣體聯(lián)聯(lián)合作用理理論，對圖圖1-7的幾種組組合情況進進行分析。1.相相鄰炮孔起起爆時間相相差很大見圖11-7之一，其其特點為A、B孔各自單單獨爆破。無無論是應力力波或準靜靜態(tài)應力場場都不能產(chǎn)產(chǎn)生疊加。當兩炮炮孔相距很很遠，各自自類似于單單孔爆破，難難于形成貫貫通裂縫。當當炮孔間距距離很近時時兩孔爆破破便要相互互影響了。(1))炮孔A先爆破，BB孔起空眼眼作用。AB連線上靠A的一側因由A傳出的應應力波強度度較大，壓壓縮波波陣陣面切線方方向的拉應應力大于巖巖石極限抗抗拉強度，I點，Ⅱ點處便產(chǎn)生裂縫。B孔上的I’和Ⅱ’點因拉應力集中，只要拉應力超過巖石的極限抗拉強度也形成裂縫。以上兩種裂縫都是徑向裂縫，并沿AB連線延伸。圖1-7相鄰炮孔起爆后的相互影響(2))A孔的氣體體壓力隨應應力波通過過之后作用用到炮孔壁壁，使原有有裂縫在準準靜態(tài)應力力場拉應力力的作用下下延長。如如果氣體滲滲入上述裂裂縫中，裂裂縫伸展的的長度會加加長。(33)B孔爆破時A孔起空眼眼作用。但但B孔在AB連線方向向已有裂縫縫產(chǎn)生。所所以不論是是應力波或或是氣體作作用都能促促使原有裂裂縫發(fā)展。此此方向裂縫縫的發(fā)展，勢勢必阻止其其他方向再再產(chǎn)生新裂裂縫或老裂裂縫的再發(fā)發(fā)展。圖1-7相鄰炮孔起爆后的相互影響實踐證證明，上述述爆破條件件可以形成成預裂縫，但但相鄰孔的的間距要小小，而且裂裂縫面的質質量也不好好。2．相相鄰炮孔起爆時時間相差較小小見圖11—7之二，其其特點為A孔爆破作作用產(chǎn)生的的應力波已已經(jīng)掠過B孔，但準準靜態(tài)氣體體壓力仍在在起作用。此此時B孔爆破。兩兩孔間爆炸炸應力波不不能疊加．．但準靜態(tài)態(tài)應力場可可以疊加．．(1))A孔爆破后，應應力波導致致A孔和B孔在其連連線方向的的各自炮孔孔孔壁一側側產(chǎn)生徑向向裂縫，它們們短而細小小。(2))應力波掠掠過B孔后，B孔爆破。此此時，A孔的氣體體壓力正在在起作用。該該氣體壓力力導致A孔壁原有有裂縫的發(fā)發(fā)展和由于于B孔的空孔孔效應使連連線方向的的裂縫延伸伸。隨后B孔爆破，其其產(chǎn)生的應應力波作用用和A孔的準靜靜態(tài)氣體作作用應力場場疊加，促促使B孔裂縫向A孔方向發(fā)發(fā)展。如果果兩孔的準準靜態(tài)應力力作用也能能疊加，則則連線方向向的疊加拉拉應力加速速裂縫延伸伸，從而使使它們可能能連通起來來。(3))高壓氣體體滲入處于于張開型的的裂縫中，又又加速了上上述裂縫的的擴展，最最終導致裂裂縫形成。這這種情況在在生產(chǎn)中使使用即發(fā)段段毫秒雷管管引爆時常常常遇到。3．相相鄰炮孔起起爆時間相相差很短見圖11-7之三，其其特點是A孔爆破后后的應力波波在到B孔之前B孔起爆。在在多個預裂裂孔用導爆爆索引爆時時一般都屬屬于這一情情況。這里不不再像上面面那樣贅述述破裂的過過程，僅簡簡單描述其其爆破作用用過程：(1))兩孔的爆爆破應力波波有可能在在后爆孔附附近產(chǎn)生疊加。(2))兩孔爆炸產(chǎn)生生的準靜態(tài)態(tài)應力場發(fā)發(fā)生疊加。(3))上述兩種種的疊加使使孔間連線線方向的裂裂縫處于有有利的發(fā)展展地位，它它們呈張開開型裂縫，易使氣體滲入，最終導致裂縫形成。孔間用用導爆索連連接可發(fā)生生上述情況況。4．相相鄰炮孔同同時起爆見圖11-7之四，在在這種情況況下的爆破破作用過程程可簡述如如下：(1))兩孔的爆爆破應力波波發(fā)生疊加加并在其連線線中點處相相遇。(2))兩孔的爆爆破準靜態(tài)態(tài)應力場發(fā)發(fā)生疊加。(3))以上兩種種疊加是促促使預裂縫縫產(chǎn)生、發(fā)發(fā)展及最終終形成的最最佳組合情情況。但是是．這一情情況在實際際施工中難難以實現(xiàn)。從以上上的討論可可以看出，盡盡量縮小起起爆時差，對對于成縫總總是有利的的。1．2．4預裂爆破機理研研究在我國國的進展19887年，在煤煤炭部、水水電部、冶冶金部、鐵鐵道部四部召開開的預裂爆爆破、光面面爆破機理理討論會上上，對全國國洞挖工作作量進行了了估算。當當時，我國國洞挖工程程的年進尺尺約50000km，按減少超超挖10cm計，相相當于少挖挖250kkm隧洞，從從而可節(jié)省省開挖直接接投資約112.5億億元。由此此可見，采用預裂爆破破與光面爆爆破技術減減少超挖給給工程建設設帶來的巨巨大經(jīng)濟效效益。與世界界發(fā)達國家家一樣，我我國對預裂裂爆破、光光面爆破的的機理研究究，一直落落在實踐的的后面。20世紀70年代以前前，我國預預裂爆破機機理研究的的實驗技術術還是空白白，只能做做一些小型型砂漿試塊塊的模型試驗驗。20世紀80年代以來來，我國在在預裂爆破破機理實驗驗研究和利利用經(jīng)典力力學計算炮炮孔間應力力分布、裝裝藥量計算算等方面有有長足進步步，大大縮縮小了與發(fā)發(fā)達國家的的差距。19887年四部的的光面爆破破、預裂爆爆破機理討討論會紀要要中寫道，“利用動光光彈研究成成縫機理，研研制現(xiàn)場用用超動態(tài)應應變儀和試試塊切片分分析法等都都已得到初初步應用，它它們都是我我國爆破機機理研究中中的最新進進展”。此后，有有關預裂爆爆破機理及及利用經(jīng)典典力學計算算預裂爆破破時炮孔間間應力分布布和計算預預裂爆破的的裝藥量等等論文又發(fā)發(fā)表不少，這這充分顯示示爆破工作作者對這一一研究領域域的重視。采用現(xiàn)現(xiàn)代化儀器器設備在實實驗室里觀觀測預裂爆爆破的現(xiàn)象象與本質，從從中總結其其基本規(guī)律律是推動預預裂爆破技技術發(fā)展不不可缺少的的手段。目前，國國內(nèi)外常采采用動光彈彈方法研究究預裂爆破破的有關問問題。該試試驗方法需需有一套與與之相適應應的實驗技技術及測量量系統(tǒng)，用用以記錄爆爆破載荷作作用下的應應力和應變變波的傳播播特性及應應力條紋與與裂縫發(fā)展展的動力破破裂過程，以以解釋預裂裂爆破與光光面爆破的的機理。中國礦礦業(yè)學院北北京研究生生部首先在在我國建立立和完善了了這一工作作，其主要要表現(xiàn)在以以下幾方面面：(1))建立了一一套動光彈彈加載系統(tǒng)統(tǒng)和實驗技技術；解決決了模型試試驗爆炸加加載源——微秒雷管的的加工、起起爆技術。(2))建立了性性能穩(wěn)定的的超高頻動動態(tài)測量系系統(tǒng)，為研研究小藥量量模型試驗驗中應力、應應變、質點點位移、質質點振動速速度等提供供手段；并并測出了巖巖板、砂漿漿板中應變變峰值隨不不耦合系數(shù)數(shù)增大而衰衰減的規(guī)律律。(3))在動光彈彈實驗分析析中，確定定了無限平平面中與PP波相應的應應力條紋級級數(shù)的一般般方法，給給出了P波應力場數(shù)數(shù)據(jù)處理方方法和相應應的計算程程序。(4))研究分析析了空孔導導向的作用用機理，用用動光彈方方法研究了了爆炸應力力波在空孔孔附近及炮炮孔連線上上的應力條條紋分布，研研究了空孔孔孔徑大小小對成縫的的影響。(5))研究了相相鄰炮孔同同時起爆時時，炮孔間間裂縫貫穿穿的基本規(guī)規(guī)律；以及及相鄰炮孔孔起爆時差差不同時，對對炮孔間裂裂縫形成和和貫穿結果果的影響。同時，我我國還有不不少預裂爆爆破論文發(fā)發(fā)表在有關關刊物上。這這些論文的的研究成果果主要集中中在下述幾幾個方面：：(1))采用經(jīng)典典力學理論論計算預裂裂孔周圍及及其連線間間的應力場場，證明預預裂縫的產(chǎn)產(chǎn)生主要是是炮孔連線線間的拉應應力造成的的，且這一一拉應力較較炮孔其他他方向要大大得多；同同時，預裂裂縫的開裂裂是從炮孔孔邊緣產(chǎn)生生的。(2))提出了預預裂爆破裝裝藥量的多多種計算方方法。到目目前為止，預預裂爆破裝裝藥量計算算方法，可可謂多種多多樣，有所所謂理論的的，有半理理論半經(jīng)驗驗的．也有有經(jīng)驗的等等等。許多多爆破研究究者總希望望能夠找到到一個準確確的藥量計計算方法或或公式。然然而，實踐踐證明．無無論哪一種種計算法都都只能是近近似的。因因為它們都都不能將所所有與預裂裂爆破成縫縫有關的因因素進行準準確的量化化。(3)尋求用較較少的裝藥藥量進行爆爆破，促使使炮孔連線線方向開裂裂，而其他他方向極少少或不產(chǎn)生生裂縫的技技術措施，即即爆炸能量量的定向利利用研究。這這些技術措措施包括炮炮孔壁定向向刻槽、炮炮孔內(nèi)置入入定向刻槽槽套管及聚聚能藥包等等。1．3預裂爆破破參數(shù)間的的關系預裂爆爆破的主要要參數(shù)有裝裝藥量、巖巖體的抗拉拉與抗壓強強度、鉆孔孔間距、鉆鉆孔直徑、炸炸藥特性和和地質狀況況等。目前前，能夠建建立定量關關系的主要要是前四項項。1．3．1裝藥量與巖石強強度的關系系依據(jù)預預裂爆破的的理論，炮炮孔壁不被被壓壞，主主要與炸藥藥量和巖石石抗壓強度度有關；而而預裂縫的的生成則主主要與炸藥藥量和巖石石的抗拉強強度有關。巖石的抗拉強度約為抗壓強度的1／30～1／l0。在研究裝藥量與巖石強度關系時，采用巖石抗壓強度有一定的代表性。實踐表明，預裂爆破的裝藥量與巖石的抗壓強度成正比(表1—2)。表1-2國內(nèi)外預裂爆破破線裝藥密密度與巖石石抗壓強度度的關系(MPa)1020257080150(kg/m)0.150.20.250.350.400.601．3．2裝藥量與孔徑的的關系在我國國，預裂爆爆破中常用用的鉆孔直直徑為：隧隧道工程440～50mmm，地下廠廠房70～90mmm，明挖800～110mmm。一些些電站建設設中也采用用150mmm的鉆孔孔直徑，但但采用大孔孔徑是不經(jīng)經(jīng)濟的。裝裝藥量與孔孔徑的一個個重要參數(shù)數(shù)是不耦合合系數(shù)，過過大或過小小的不耦合合系數(shù)都不不利于預裂裂爆破的進進行。根據(jù)據(jù)我國的經(jīng)經(jīng)驗，不耦耦合系數(shù)在在2～4之間均能能取得良好好效果，其其中小孔徑徑取小值，大大孔徑取大大值。葛洲洲壩工程中中，曾用1150mmm孔徑裝Φ32mmm標準藥卷卷，不耦合合系數(shù)約為為5，雖然也也達到了預預裂爆破的的目的，但但是不經(jīng)濟濟的。一般隨隨著孔徑的的增加，裝裝藥量有所所增大；對對于小于ll10mmm的孔徑而而言，其增增值幅度不不大。只要要不耦合系系數(shù)在2～4之間，進進行裝藥量量計算時，可可以不考慮慮孔徑大小小的影響。1．3．3鉆孔間距與裝藥藥量和孔徑徑的關系1．鉆孔間距與裝裝藥量的關關系預裂爆爆破施工中中，當?shù)氐牡膸r性已經(jīng)經(jīng)固定，選選定孔徑后后，預裂爆爆破的成敗敗主要取決決于孔間距距與裝藥量量。一般裝裝藥量隨孔孔距增大而而增加，表表1—3列出了葛葛洲壩工程程的有關資資料。表1—3[]=200MPa((d=90～110mmm)時孔距距與線裝藥藥密度的關關系(g/m)105150165200220(cm)456070100130如表1—4、表表1—5所示，在在同一巖石石中進行預預裂爆破，當當固定某一一合適裝藥藥量和其他他參數(shù)，而而鉆孔間距距，由大變變小時會發(fā)發(fā)生如下情情況：地表表由不產(chǎn)生生裂縫到出出現(xiàn)細小裂裂縫，挖出出的壁面質質量較差；；繼續(xù)減少少間距，表表面裂縫寬寬度增加，能能開挖出平平整的壁面面時，得到到最佳間距距；間距再再繼續(xù)縮小小，裂縫加加寬但壁面面質量變壞壞。實際施施工中，最最佳鉆孔間間距較難準準確確定，而而符合壁面面質量要求求的鉆孔間間距有一個個范圍，其其值可能相相差一倍。表1－4在允許裝藥密度度下不同孔孔距對預裂裂爆破效果果的影響巖石性質最大裝藥密度（kg/m）孔距（m）爆破效果縫寬（cm）不平整度（cmm）輝綠巖、有裂隙隙，抗壓強強度為1550MPaa0.650.650.650.650.651.00.80.70.60.40.82.02.54.02820131210石灰石、裂隙發(fā)發(fā)育，抗壓壓強度為660～80MPPa0.400.400.400.401.00.90.70.61.01～22.02720108中等裂隙的石灰灰?guī)r，抗壓壓強度為660～80MPPa0.480.480.481.00.80.61.01.51.5～4.5519138砂巖，抗壓強度度為70～90MPPa0.500.500.500.500.90.70.60.420952粉砂巖，抗壓強強度為400MPa0.3750.3750.3750.60.40.3191310在同一巖石中進進行預裂爆爆破，當固固定某一個個合適的鉆鉆孔間距和和其他參數(shù)數(shù)，而裝藥藥量由大變變小時會出出現(xiàn)如下情情況：最初初裂縫很寬寬、壁面巖巖石破壞嚴嚴重；隨著著藥量減小小，必然會會出現(xiàn)一個個最佳的裝裝藥密度，此此時裂縫寬寬度恰當．．壁面比較較平整；藥藥量繼續(xù)減減小，裂縫縫寬度減小小，壁面不不平整度增增加，一直直到不能出出現(xiàn)裂縫。同同樣，藥量量的最佳值值也難以準準確確定．．依然存在在一個合乎乎預裂爆破破質量要求求的適當藥藥量變化范范圍。上述藥藥量和間距距變化范圍圍指出兩個個問題，首首先，在合合適的范圍圍內(nèi)找出最最佳值，需需要做較多多的試驗。其其次，想獲獲得某一個個合適的參參數(shù)值并不不難，因為為它的變化化范圍比較較大。另外，由于存在在上述變化化范圍，可可能導致人人們在決定定參數(shù)2．鉆孔間距與鉆孔孔直徑的關關系鉆孔間間距與鉆孔孔直徑的比比值()稱為孔徑徑比。值是是一個重要要的指標，它它的大小決定鉆孔孔的數(shù)量。從從施工角度度上講，值值大一些好好，因為可可減少鉆孔孔量。但是是，過大的的值往往不能能保證預裂裂壁面的質質量。爆破破理論再證證明：分散散裝藥爆破破遠比集中中裝藥爆破破對圍巖的的破壞小。值小時，炮孔數(shù)目多，藥量相對比較分散，預裂壁面質量比較好。一般值宜選定為7～12。目前，水利水電行業(yè)的預裂爆中，值通常為8～10；國內(nèi)其他行業(yè)的值用得比較大，達到l0～20。葛洲壩工程初期的預裂爆破，其值曾用到l5，但其預裂壁面的效果較差。上產(chǎn)生誰優(yōu)誰劣的爭論。因為影響這個變化范圍的因素比較多，使人難以做出清楚的判斷。表1－5葛洲壩工程允許許裝藥密度度下不同孔孔距對預裂裂面不平整整度的影響響編號裝藥密度（g//m）鉆孔間距（m）測量范圍（孔號號）不平整度（cmm）最大值平均值凹進部分凸出部分凹進部分凸出部分11500.92～36～78810.114.01.802.23.86.64.80.901.221500.7518～1921～227.56.74.03.02.83.71.82.531500.65～68～914～1511.713.09.00005.64.33.700041500.68～91101.56.74.701.13.32.351500.610～1212～1321～2223～2411.814.54.79.80.312.32.50.34.84.82.03.40.312.31.30.3作者認認為，重要要水工建筑筑物基巖開開挖的預裂裂爆破，其其值宜取為7～10。西方國國家及前蘇蘇聯(lián)水利水水電工程預預裂爆破的的鉆孔間距距大多小于于10倍孔徑，有有的甚至只只有5～6倍孔徑。1．3．4炸藥特性對預裂裂爆破的影影響爆破理理論與技術術發(fā)展的一一個重要方方面．在于于選擇合適適的炸藥品品種使其將將更多的能能量用于做做有用功。根據(jù)預預裂爆破的的應力波與爆生氣氣體聯(lián)合作作用理論，要要求炸藥具具有一定的的爆速和猛猛度，其爆爆炸生成的的氣體量盡盡量多。我我國普遍使使用巖石硝硝銨炸藥、乳乳化炸藥、銨銨油炸藥、水水膠炸藥等等工業(yè)炸藥藥。水利水水電行業(yè)主主要采用乳乳化炸藥和和2號巖石硝硝銨炸藥。盡盡管采用上上述炸藥都都有獲得預預裂爆破成成功的例證證，但并不不等于它們們都是進行行預裂爆破破最合適的的炸藥。預預裂爆破采采用不耦合合裝藥，可可以使巖石石受力狀態(tài)態(tài)得到調(diào)整整，這是上上述炸藥都都能獲得預預裂爆破成成功的重要要條件。采采用上述炸炸藥進行預預裂爆破時時，當不耦耦合系數(shù)小小于2時，往往往會使孔壁壁受到損壞壞。瑞典、日本、美國等國家研究出了一些專門用于預裂爆破或光面爆破的新型炸藥。我國在20世紀80年代也曾研制和生產(chǎn)出了一些專用光爆炸藥，但均未能形成規(guī)模生產(chǎn)，也未能在全國普遍推廣。因為施工單位為求施工簡便，大多采用與一般爆破相同的炸藥品種進行預裂爆破，并通過改善不耦合裝藥結構調(diào)整炸藥爆炸對孔壁的作用壓力而滿足預裂爆破效果。在其他他預裂爆破破參數(shù)不變變時．采用用不同品種種的炸藥爆爆破可以獲獲得不同的的爆破效果果。19788年，在東東江水電站站花崗巖的的預裂爆破破試驗中，在在同一條準準備預裂的的直線上．．一段使用用受潮的22號巖石硝硝銨炸藥((實測爆速速1975mm/s)．．地表面得得到一條連連貫的寬度度不到1mm的細裂裂縫；另一段采用新的的同廠同類類型炸藥((實測爆速速27000m/s))，在包括括線裝藥密密度在內(nèi)的的所有參數(shù)數(shù)及施工方方法都沒有有改變的條條件下，地地表卻出現(xiàn)現(xiàn)嚴重破壞壞，1～2m3的大石塊塊被掀立起起來。葛洲洲壩工程也出出現(xiàn)過類似似情況：使使用40％耐凍凍膠質炸藥藥能獲得很很好的預裂裂面；而換換成同量的的2號巖石硝硝銨炸藥，則則往往形不不成裂縫。因因為后一種種炸藥的爆爆力及爆速速較前種炸炸藥差。AA.A.費費先柯也指指出：“不同炸藥藥的最佳裝裝藥密度是是不同的”?！皩θ魏我灰环N炸藥而而言，在輪輪廓爆破((即預裂爆爆破)參數(shù)為最最佳的情況況下，用另另一種炸藥藥時，對輪輪廓質量的的影響又有有不同?！蓖瑫r，他還還列舉了許許多與此有有關的實例例。一般來來說，當預預裂爆破的的其他各種種條件相同同時，采用用某種炸藥藥的最優(yōu)裝裝藥密度，而而改換爆炸炸性能更猛猛烈的炸藥藥，則會使使預裂壁面面形成較重重的破壞；；反之，又又會形不成成裂縫或者者使預裂的的質量變差差。因此，凡凡是能進行行預裂爆破破的炸藥，都都有一個適適合于每種種巖石的合合適的裝藥藥量范圍。當當炸藥性能能改變時，這這個范圍隨隨之而變，此此時必須重重新調(diào)整裝裝藥量或鉆鉆孔間距。在在施工中經(jīng)經(jīng)常對所使使用的炸藥藥進行性能能測定(如爆速等)，對取得得良好的爆爆破效果有有極大的好好處。1．3．5地質條件對預裂裂效果的影影響諸種爆爆破中，大大概要算預預裂爆破和和光面爆破破受地質條條什的影響響最大。裂隙、節(jié)節(jié)理、層面面和斷層等等，使巖體體分割成許許多大大小小小的塊體體，塊體與與塊體之間間形成弱面面。這些弱弱面有的是是連續(xù)的，有有的是不連連續(xù)的，弱弱面的性質質也因地質質變化而不不相同。巖巖體中這種種自然結構構的差異造造成各種地地質條件的的千變?nèi)f化化。這些構構造中尤以以裂隙對預預裂爆破的的參數(shù)和效效果的影響響最大。但但是，人們們在實踐中中逐漸認識識到地質因因素的影響響并非不可可克服，復復雜地質環(huán)環(huán)境下仍能能進行預裂裂爆破。一般而而言．巖石石愈完整均均勻，愈有有利于預裂裂爆破。非非均質、破破碎和多裂裂隙的巖層層則不利于于預裂爆破破。對于破破碎的巖石石，預裂壁壁面的不平平整度往往往不由爆破破參數(shù)決定定．而由破破碎面控制制。甚至預預裂面也不不按設計面面形成，而而沿裂隙面面或破碎面面產(chǎn)生。當當裂隙率達達到5％時，預預裂爆破轉轉難得到設設計的裂縫縫．當裂隙隙率為1.5％～5％時，采采用小孔距距的預裂爆爆破．可以以收到良好好效果。高傾角角的裂隙對對預裂壁面面不平整度度的影響較較之傾角為為45°～60°時小得多多。與預裂裂面大致平平行，位于于保留區(qū)而而距設計預預裂面不太太遠的高傾傾角裂隙，爆爆破時它前前面的巖石石是很難保保留住，由由此造成的的超挖很難難避免。與預裂裂面垂直的的裂隙，往往往使裂縫縫不能連接接起來，構構成齒狀縫縫面，形成成超欠挖。與預裂裂面斜交的的裂隙，卻卻又易使預裂裂縫偏離中中心線．順順裂隙跑一一段距離后后與另一孔孔連起來，有有時甚至跳跳過許多孔孔再與其他他孔連接起起來，形成成更為嚴重重的超欠挖挖。巖石的的非均質性性也影響裂裂縫的形成成。官廳水水庫預裂爆爆破試驗表表明，順巖巖層走向的的預裂爆破破易形成裂裂縫．而垂垂直巖層走走向的預裂裂爆破則較較難成縫。單單孔爆破試試驗結果表表明，順巖巖層走向的的爆破裂縫縫長度是垂垂直巖層走走向的2～3倍。由上可知，必須須在爆破前前弄清楚爆爆區(qū)地質情情況。在地地質條件不不清楚的地地方進行預預裂爆破．．孔距越大大危害也越越大，過大大的孔距對對預裂爆破破效果總是是不利的。選選擇和確定定孔距時，應應當考慮巖巖石的裂隙隙率或者裂裂隙密度以以及主要裂裂隙組走向向的影響。對對此建議修修正孔距，其其修正系數(shù)數(shù)值列于表表1－6中。對于裂隙不發(fā)育育、層面近近于水平、厚厚度較薄的的巖石實施施預裂爆破破后，地表表以下1..0m左右右的巖石往往往被抬動動。預防出出現(xiàn)該不利利現(xiàn)象的辦辦法是減小小孔距和頂頂部裝藥量量，減少堵堵塞物的深深度(頂部藥包包深度不變變)，且不要要堵塞過緊緊。裂隙發(fā)育且與預預裂縫斜交交時，地表表容易產(chǎn)生生漏斗。東東江水電站站曾出現(xiàn)過過類似情況況：在巖石石完整的花花崗巖地區(qū)區(qū)，采取40mm孔徑．圖1－8超挖形成成的示意圖圖35cm的間距距、4566g/m的的線裝藥密密度實施預預裂爆破，地地表形成了了連續(xù)2～5mm寬的的裂縫，未未出現(xiàn)任何何漏斗現(xiàn)象象；在與上上述相鄰的的另一組預預裂爆破中中．爆區(qū)地地表有一組組裂隙與設設計預裂面面斜交(圖1-8))，雖然增增大孔距到到55cmm，線裝藥藥密度保持持不變，結結果仍形成成超挖。表1-6不同巖體裂隙狀狀況的孔距距修正系數(shù)數(shù)參數(shù)名稱參數(shù)值孔距修正系數(shù)AB裂隙率1.5％以下1.5％～3.00％3.0％～5.0％5.0％以上1.00.8～0.000.7無效果－－－－控制性裂隙網(wǎng)的的走向與預裂縫之間夾夾角0○40○90○－－－1.20.90.85注對孔距進行修正正時，將計計劃采取的的孔距值分分別乘以AA和B對于復雜地質條條件下的預預裂爆破，通通過減小孔孔距、減少少裝藥量，尤尤其是減少少頂部裝藥藥量、改變變堵塞條件件，往往可可以改善其其爆破效果果。1．4預裂爆破裝藥量量的確定1．4．1理論計算法1．霍霍爾姆斯法法美國DD.H.HHolmss(霍爾姆斯)等人，依依據(jù)他們在在尼亞加拉拉水電站的的預裂爆破破研究成果果,提出了一一種計算預預裂爆破裝裝藥量的方方法。根據(jù)孔孔壁不被壓壓壞條件有有(1-11)式中——孔壁所受壓力———巖石抗壓壓強度———動荷系數(shù)數(shù)。由實驗得出(1--2)式中——炸藥爆破的初始始壓力；———藥卷體積積；———兩藥卷之之間的炮孔孔體積。令鉆孔半徑為，藥卷半徑徑為，藥卷卷長度為，兩兩節(jié)藥卷中中心之間的的距離為，則則有：(1--3)聯(lián)立式((1-1)、式(1-3)即得((1-4))由公式式(1-4)即可計算算出裝藥密密度，在此此裝藥密度度下孔壁不不會壓壞。預預裂爆破時時,兩孔間應應力波產(chǎn)生生的拉應力力為(1-5)式中——巖石彈性模量；；———應力波波波陣面切線線方向的應應變；一一一泊松比；；,——鉆孔半徑和藥卷卷半徑；———預裂孔間間距;———巖石的吸吸收常數(shù)。如果超超過巖石動動抗拉強度度，兩孔之之間即可形成成預裂面。2．AA.A.費先柯法法A.A．費先柯柯法和B．C．艾得斯斯托夫應用用空氣沖擊擊波對障礙礙物作用的的理論和孔孔壁壓力不不壓壞孔壁壁的原則，對對裝藥密度度進行計算算，得出下下式((1-6))()(1--7)式中△——體積裝藥藥密度；——巖巖石抗壓強強度}——所所用炸藥的的爆炸熱量量；——炸炸藥密度；；——線線裝藥密度度；——藥藥卷半徑。根據(jù)沖沖擊波在兩炮孔孔間形成的的拉應力大大于巖石抗抗拉強度的的條件得出出(11-8)((1-9))式中——孔半徑的倍數(shù)；；——巖石抗拉強度;;———空氣沖擊擊波遇到障障礙物時的的壓力增長長系數(shù)；———波陣面壓壓力;———鉆孔半徑徑；———鉆孔間距。他們認認為：為了了獲得計算算爆破參數(shù)數(shù)的必要精精度．巖石石特性指標標等基本參參數(shù)的試驗驗次數(shù)均不不得少于ll0次；其他他施工參數(shù)數(shù)、裂隙發(fā)發(fā)育程度、裂裂隙走向分分布等對預預裂爆破結結果的影響響可通過試試驗確定。3．用用斷裂力學學原理計算算線裝藥密密度的方法法19882年，王中中黔、王興興發(fā)和馮珊芬芬提出用斷斷裂力學原原理計算線線裝藥密度度方法。在在推導計算算公式過程程中作以下下規(guī)定：以以2號巖石硝硝銨炸藥為為計算標準準；鉆孔間間距為鉆孔孔直徑的8～12倍。通過炸炸藥爆轟過過程的理論論計算，得得出作用到到孔壁的壓壓力為(1-10))式中——爆炸氣體最終作作用到孔壁壁上的壓力力，kg//cm2；———炮孔直徑徑，cm；———線裝藥密密度，g//m，在準靜靜態(tài)氣體荷荷載作用下下，長度為為的裂縫失失穩(wěn)擴展的的臨界條件件是(1-111)由式(1-10)和式((1-111)可得預裂爆破使裂裂縫擴展的的臨界線裝裝藥密度為為（1-12）為使每個炮孔的的初始裂縫縫向相鄰炮炮孔延伸一一半孔距和和令（為鉆孔間間距），則則得（1-13）或者（1-14）1．4．2經(jīng)驗數(shù)據(jù)法上述理理論計算方法由于于存在一些些參數(shù)無法法確定或不不易確定的的問題，所所以難以用用于具體爆爆破設計中中。一些爆爆破工作者者根據(jù)自己己的工程實實踐提出了了一些經(jīng)驗驗數(shù)據(jù)。大大多情況下下．采用這這些數(shù)據(jù)可可以保證預預裂縫及光光爆縫的形形成，但其其不一定是是最佳值。在在爆破設計計時，往往往需要結合合當?shù)貙嵡榍閷@些有有關的數(shù)據(jù)據(jù)進行適當當調(diào)整。瑞瑞典U.蘭格福福斯等提出出的經(jīng)驗數(shù)數(shù)值見表11—7，“日本爆破破手冊”上提供的的經(jīng)驗數(shù)據(jù)據(jù)見表1--8，本書作作者建議的的經(jīng)驗值見見表1—9。表1-7預裂爆破破參數(shù)經(jīng)驗驗數(shù)據(jù)表鉆孔直徑(mm)裝藥密度（kg/m）藥卷牌號及直徑徑(mm)鉆孔間距(m)鉆孔間距與鉆孔孔直徑的比比值備注303744506275871001251502000.120.170.250.350.500.700.901.402.003.00古力特古力特古力特古力特那比特22那比特25狄納米特25狄納米特29那比特40那比特40狄納米特520.25～0..500.30～0..500.30～0..500.45～0..700.55～0..800.60～0..900.70～1..000.80～1..201.00～1..501.20～1..801.50～2..108～178～13.57～119～149～138～128～11.58～128～128～127.5～10..5U.蘭格福斯建議值37～4350～6275～871000.11～0..360.11～0..360.19～0..720.36～1..080.25～0..370.37～0..500.37～0..750.50～1..005～10卡里瓦托建議值1．4．3經(jīng)驗公式計算法法19991年，作作者根據(jù)大大量工程實實踐資料．．提出了預預裂爆破裝裝藥量計算算經(jīng)驗公式式(11-15))式中——線裝裝藥密度，g/m；———巖體極限限抗壓強度度，kg//cm2；———鉆孔間距距，cm。表1-8光面爆爆破參數(shù)表表國名炸藥名稱藥卷外徑(mmm)標準鉆孔直徑((mm)標準裝藥量(kkg/m))美國光面爆破A36.5127～20331.22光面爆破B36.5103～12770.85光面爆破C28.776～1030.76光面爆破D28.776～1030.47光面爆破E28.751～760.39光面爆破F28.751～760.28古力特17370.12古力特17440.17瑞典古力特17500.25硝甘炸藥22620.35表1-9預裂爆破破參數(shù)經(jīng)驗驗數(shù)值表巖石性質巖石抗壓強度((MPa)鉆孔直徑(mmm)鉆孔間距(m))線裝藥量(kgg/m)軟弱巖石＜50800.6～0.88100～18001000.8～1.00150～2500中硬巖石50～80800.6～0.88180～30001000.8～1.00250～3500次堅石80～120900.8～0.99250～40001000.8～1.00300～4500堅石＞12090～1000.8～1.00300～7000注藥量以2號巖石石硝銨炸藥藥為標準；；間距小者者取小值，間間距大者取取大值；節(jié)節(jié)理裂隙發(fā)發(fā)育者取小小值，反之之取大值。采用國際標準單單位制時，式(1-15)變?yōu)?11-16))式中——線裝裝藥密度，kg/m；———巖體極限限抗壓強度度，MPaa；———鉆孔間距距，m。圖1-9預裂爆破裝藥量與巖石抗壓強度的關系作者對收集到的的國內(nèi)(主要是水水利水電行行業(yè))一些工程程的預裂爆爆破的裝藥藥量進行了了統(tǒng)計分析析(圖1—9)。這些工工程的預裂裂爆破，鉆鉆孔直徑為為90～110mmm，鉆孔間間距為90～100cmm。采用式(1—15)計算的裝裝藥量(圖1-9中所標實實線)是較為合理理的。從圖圖1-9中可以看看出：在相相同的巖石石抗壓強度度和鉆孔間間距條件下下，獲得預預裂爆破成成功的是線線裝藥密度度取值范圍圍而不是某某一確定值值。作者認認為造成這這一結果的的原因是預預裂爆破效效果評價的的模糊性所所決定的。預預裂縫的不不同寬度,可以使裝裝藥量變化化很大。一般成成功的預裂裂爆破，其其預裂縫寬寬度多在1～10mm范圍變動，因因此其合適適裝藥量也也就是一個個范圍。在在合適的裝裝藥量范圍圍內(nèi)，如何何選取最佳佳值，只有有在工程實實踐中尋找找。圖1-9預裂爆破裝藥量與巖石抗壓強度的關系1．5預裂爆破施工1．5．1鉆孔預裂爆破實踐表表明，預裂裂壁面的超超欠挖和不不平整度主主要取決于于鉆孔精度度?？梢赃@這樣說預裂裂爆破的成成敗60％取決于鉆鉆孔質量，40％取決于于爆破技術術水平。鉆孔質質量的好壞壞取決于鉆鉆孔機械性性能、施工工中控制鉆鉆孔角度的的措施和工工人操作技技術水平。以以上三個影影響鉆孔質質量的因素素中，尤以以工人操作作技術水平平最為重要要。有時，由由于操作人人員技術不不高，即使使采用些好好設備(操作簡便便，使用方方便，可打打任意角度度)，也難以以打出高質質量的炮孔孔。有時，即即使采用一一些性能較較差的設備備，但技術術工人認真真操作，仍仍可打出高高質量的炮炮孔。國內(nèi)內(nèi)的鉆孔經(jīng)經(jīng)驗表明，對對于平整的的施工場地地．設置鉆鉆機移動軌軌道，是打打出高質量量鉆孔的一一個非常重重要的技術術措施。目目前，已有有國家研制制生產(chǎn)出保保證鉆孔精精度的控制制器，它在在鉆孔時能能自動調(diào)整整鉆孔角度度。預裂孔孔的偏差直直接關系到到邊坡面的的超欠挖，控控制鉆孔質質量是施工工人員必須須關注的問問題。預裂裂孔的放樣樣、定位和和鉆孔施工工中角度的的控制決定定著鉆孔質質量。一般般施工放樣樣的平面誤誤差不應大大于5cm。鉆孔孔定位是施施工中的重重要環(huán)節(jié)，對對于不能自自行行走的的鉆機，鋪鋪設導軌往往往是不可可少的；而而對于能自自行行走的的鉆機必須須注意機體體定位。鉆鉆孔過程中中，應有控控制鉆桿角角度的技術術措施。在預裂裂面內(nèi)的鉆鉆孔左右偏偏差比在設設計預裂面面前后方向向的鉆孔偏偏差危害要要小一些。因因為它尚不不致于給超超欠挖帶來來過大的影影響，僅僅僅使相鄰鉆鉆孔之間平平面內(nèi)的不不平整度增增大。在設計計預裂面前前后方向的的鉆孔偏差差的危害則則要大得多多，它使壁壁面參差不不齊、波浪浪起伏和造造成超欠挖挖的根源，鉆鉆孔中要防防止這種偏偏差的產(chǎn)生生。在我國國，預裂爆爆破的鉆孔孔深度多在在l5m以內(nèi)；也也偶有深度度達40余米的情情況。國外外的預裂爆爆破鉆孔深深度一般也也都小于115m。過大的的鉆孔深度度，易使鉆鉆孔精度難難以控制而而對其預裂裂爆破效果果不利。天天生橋一級級水電站溢溢洪道一次次成型的預預裂面高222m。它是孔孔深超過15m取得大面積積優(yōu)良預裂裂面效果的的一個成功功范例。1．5．2藥包結構及裝藥藥施工目前。國國內(nèi)的預裂裂爆破基本本上是采用用連續(xù)或間間隔的將藥藥包綁扎在在導爆索上上的裝藥結結構形式。所所謂連續(xù)裝裝藥結構，是是將25mm、32mm或35mm等直徑徑的標準藥藥卷順次連連續(xù)綁在導導爆索上，亦亦可將較大大藥卷改裝裝為細藥卷卷后綁在導導爆索上。間間隔裝藥結結構是將上上述直徑的的標準藥卷卷或改裝藥藥卷按一定定間距綁在在導爆索上上，同時其其間距值應應通過計算算確定。上上述藥卷的的直徑與孔孔徑之比值值．應取0.25～0.5為宜。制作藥藥包時，應應合理確定定炮孔內(nèi)各各不同長度度段的裝藥藥量。炮孔孔底部1～2m范圍的裝藥量應應比計算線線裝藥時大大l～4倍．其取取值視孔深深而定，深深者取大值值；扣除堵堵塞長度后后，炮孔頂頂部l范圍的裝裝藥量約為為計算的線線裝藥量的的l／2或1／3；炮孔中中部的裝藥藥量采用計計算的線裝裝藥量。裝藥時時，宜將加加工好的藥藥串捆在竹竹片上緩緩緩送孔內(nèi)。在其其下放過程程中，應使使竹片貼緊緊保留巖壁壁一側。1．5．3堵塞關于預預裂爆破炮炮孔堵塞作作用及相關關機理的系系統(tǒng)研究成成果不多。一一般正常臺臺階爆破條條件下，當當炮孔不堵堵塞時，由由于其孔內(nèi)內(nèi)軸向壓力力大大超過過橫向壓力力，使得炮炮孔內(nèi)的部部分氣體消消散在孔口口以外的空空間，形成成較強的空空氣沖擊波波對爆破效效果不利；；欲使空氣氣沖擊波余余壓接近于于零，炮孔孔堵塞長度度大約為11倍抵抗線線。預裂爆爆破的炮孔孔裝藥量大大大小于臺臺階爆破孔孔的裝藥量量，所以它它的堵塞長長度不可能能像臺階爆爆破孔那樣樣大。對于于預裂炮孔孔的堵塞效效果是以氣氣體不沖出出炮孔為好好，還是允允許沖出一一部分為好好，目前尚尚無定論。作作者認為，炮炮孔堵塞較較短且堵塞塞得過于密密實時，由由于孔口部部分巖石受受氣體上抬抬力的作用用，容易產(chǎn)產(chǎn)生漏斗或或破壞；堵堵塞較大時時，炮孔內(nèi)內(nèi)的氣體雖雖不沖出，盡盡管增強了了氣體作用用時間，但但堵塞段有有時就產(chǎn)生生不了裂縫縫或產(chǎn)生裂裂縫的面質質量很差。過過去，在應應力波干涉涉理論的指指導下，有有人主張預預裂爆破的的炮孔可以以不堵塞，并并在堅硬巖巖石中有時時可以形成成寬度非常常小的縫。事事實上，由由于實踐和和理論的發(fā)發(fā)展，堅持持不堵塞觀觀點的人已已不多。對對于堅硬完完整巖石中中的預裂爆爆破炮孔的的堵塞沒有有軟弱、破破碎巖石中中要求得那那樣嚴，是是因為此時時應力波的的作用在其其成縫過程程中占主導導地位。目前，水利水電電行業(yè)進行行的預裂爆爆破，堵塞塞物沖出的的情況占大大多數(shù)。這這樣做的目目的，是使使堵塞段不不要太長，以以保證這一一段不裝藥藥的巖體也也能形成裂裂縫。預裂裂爆破時，對對炮孔進行行適當堵塞塞，盡量延延長爆炸氣氣體在孔內(nèi)內(nèi)的作用時時間對增加加裂縫寬度度是有利的的。目前，常常采用的堵堵塞長度約約為l～2m之間。1．5．4起爆依據(jù)預預裂爆破的的理論，為為使應力波波與爆炸氣氣體作用應應力場在兩兩孔之間疊疊加，應盡盡量使預裂裂孔同時起起爆。目前前工程中常常用的爆破破材料唯有有導爆索可可基本達到到上述要求求。由于預預裂爆破是是在夾制條條件下的爆爆破，振動動強度很大大，有時為為了防振，可可將預裂孔孔分段起爆爆(圖1—10)．一般采用用25ms或50ms延時的毫毫秒雷管。在在分段時，一一段的孔數(shù)數(shù)在滿足振振動要求條條件下盡量量多一些，但但至少不應應少于3孔。實踐踐證明，孔孔數(shù)較多時時預裂爆破破，有利于于預裂成縫縫和壁面整整齊?！酢訒r接力力雷管○——預裂炮孔孔圖1－10預裂孔的分段起起爆當預裂孔與主爆爆區(qū)炮孔一一起爆破時時，預裂孔孔應在主爆爆孔爆破前前引爆，其其時間差應應不小于75～110ms。1．6預裂爆破與主爆爆區(qū)炮孔的的相互關系系1．6．1預裂縫與松動爆爆破最后一一排炮孔之之間的距離離預裂爆爆破成縫后后，緊靠預預裂縫的一一排深孔爆爆破，既要要將抵抗線線方向的巖巖石破碎并并被推走，又又要能破碎碎和完全帶帶掉預裂縫縫前的巖石石．同時還還不要破壞壞預裂壁面面。緊鄰預裂面的最最后一排爆爆破孔，一一般采用緩緩沖爆破的的方法，即即減小孔徑徑、減小抵抵抗線、減減小孔距、減減小裝藥量量。該排炮炮孔到預裂裂面的距離離選取不當當，會導致致爆破效果果惡化；一一般均是通通過工程類類比及現(xiàn)場場試驗的方方法合理確確定該值。有關文文獻指出；；合適的主主爆破孔至至預裂面的的距離應當當是其炮眼眼間距的一一半，并認認為這是一一條對于各各種直徑的的炮眼都適適用的簡單單法則。美國康康涅狄格州州公路局規(guī)規(guī)定．藥卷卷直徑大于于75mm后，主主體爆破孔孔到預裂面面的距離不不小于3.6m；特殊情情況下，也也不應小于于l.2m。葛洲壩壩工程的爆爆破施工中中，最后一一排主炮孔孔采用1550mm孔徑，裝55mm直徑的的藥包，其其距離預裂裂面l～1.5m，裝藥量量為其他主主爆孔的60％，獲得得較好的爆爆破效果。東江水水電站施工工中，最后后一排主爆爆孔的直徑徑為90～100mmm，藥徑為80mm，其到到預裂縫的的距離為ll.2～1.5m，裝藥量量為正常深深孔爆破藥藥量的l／2，最多不不超過2／3．爆破效效果較理想想。浙江亭下水庫施施工中，當最后后一排主爆爆孔的藥包包直徑為35mm和50mm時，其其到預裂面面的距離分分別取0.6m和0.8m，爆破效效果較好。1．6．2建立破碎帶和預預裂光面爆爆破法預裂爆爆破對保留留巖體有一一定損傷，如如果它尚不不危及巖體體的穩(wěn)定，從從工程意義義說是可以以接受的，可可以說大部部分工程都都是如此,但是，在在某些要求求特別嚴格格的部位。有有時不允許許對保留巖巖體產(chǎn)生破破壞，必須須采取更嚴嚴格的措施施。1．建建立破碎帶帶如圖11—11所示，在在距最終開開挖輪廓線線lm左右的地地方，先初初步預裂一一次。該預預裂孔間距距可以適當當加大．如如達到孔徑徑的15～20倍．對此此預裂面的的質量不做做過高要求求．只要求求裂開成縫縫。然后再再沿設計輪輪廓線打正正常預裂孔孔進行爆破破，在兩條條裂縫之間間造成破碎碎帶。圖1－ll開挖區(qū)邊邊緣形成破破碎帶的示示意圖一般，必須在主主爆區(qū)爆破破之前進行行建立破碎碎帶的爆破破。若建立立破碎帶的的爆破需與主爆爆區(qū)的爆破破同次進行行時，其起起爆時間應應早于主爆爆孔1000ms以上。在破碎碎帶的形成成過程中，最最終輪廓線線的預裂爆爆破，因其前面有有第一次預預裂形成的的粗裂縫，吸吸引爆炸能能量向它發(fā)發(fā)展，從而而減輕了它它對保留巖巖體的破壞壞。所以，采采用建立破破碎帶的辦辦法較正常常預裂爆破破方法而言言，更有利利于使保留留巖體獲得得較好質量量。但是，由由此增加了了部分鉆孔孔工作量．．這需要對對被保護物物的重要性性與施工可可行性進行行比較后，再再作出決策策。2．預預裂一光面面爆破法圖1－－11中，第一一次預裂后后，沿開挖挖輪廓線打打光爆孔，在在主爆區(qū)炮炮孔爆破后后再進行光光面爆破的的方法，即即為預裂一一光面爆破破法。此法法可在中硬硬以上、裂裂隙發(fā)育程程度中等的的巖體采用用。它的鉆鉆孔量較之之破碎帶法法略有減少少，同時，因因光面爆破破對保留巖巖體的損壞壞也較預裂裂爆破小，故故其有可取取之處。此法在三峽永久久船閘開挖挖中采用，效效果良好。永永久船閘二二期開挖中中，還采用用施工預裂裂及二次光光爆法。如如圖1-12所示，三三峽永久船船閘二期工工程——閘室開挖是是三峽工程程最重要的的開挖部位位之一，為為保證閘室室邊墻及保保留巖體的的質量．預預留5m厚的保護護層，并采采甩手風鉆鉆光爆逐層層開挖該保保護層。3．施工預裂爆破破在同一高程深孔孔臺階爆破破范圍較大大而必須實實施分區(qū)爆爆破時，先先爆區(qū)往往往造成后爆爆區(qū)界面的的嚴重拉裂裂及破壞，致致使后爆區(qū)區(qū)鉆孔及爆爆破困難，從從而延誤工工期。若在在爆區(qū)分界界面上增設設施工預裂裂爆破工序序，可獲得得事半功倍倍的效果。施工預裂爆破因因屬臨時工工程，可采采取較大孔孔距施爆，孔孔距增大至至l5～20倍鉆孔直直徑。其他他參數(shù)計算算及施工工工藝與正式式預裂爆破破相同。圖1－l2三峽工程二期閘閘室開挖示示意圖1．6．3預裂縫的超深及及超長1．預預裂孔底以以下開裂深深度合適的的預裂爆破破裝藥量，均均可使裂縫縫在孔底貫貫穿；有時時預裂縫還還可向下延延伸一段距距離。葛洲洲壩工程中中實測的預預裂縫向下下延伸距離離為0.7m，萬安水水電站測到到的數(shù)據(jù)為為l.5m，東江水水電站測得得的數(shù)據(jù)為為不小于11.3m。預裂縫縫向底部延延伸的深度度，與炮孔孔裝藥量，尤尤其是底部部裝藥量有有較大關系系。以上數(shù)數(shù)值給我們們一個大體體的數(shù)量概概念，可供供施工中參參考。當預裂裂孔底近區(qū)區(qū)有水平夾夾層或裂隙隙時，預裂裂縫一般就就此止住，不不會再向下下延伸。2．預預裂縫的超超深和超長長設計中中，預裂縫縫的超深和和超長．是是起防止主主爆區(qū)爆炸炸應力波和和爆破裂隙隙直達保留留區(qū)的作用用。如圖1—13所示，預預裂縫的超超深可由式式(1—17)決定(1-17))式中——預裂縫縫超過炮孔孔底的深度度，m;———預裂縫的的總深度，m;———炮孔深深度，m。圖1－l3預裂縫的超深值值()及超長()示意圖如果預裂縫的超超深值，等等于或大于于主爆孔爆爆破的底部部破壞深度度，那么由由于主爆孔孔造成的破破壞性裂縫縫當然不會會通過預裂裂縫延伸至至保留區(qū)。從從防震上講講，應力波波繞射到保保留區(qū)較之之直達，強強度要減弱弱。一般，預預裂縫的超超深值應大大于1.Om。預裂縫超長值(()的確定大大多采用經(jīng)經(jīng)驗數(shù)據(jù)。作作者認為：：為了防止止爆破沖擊擊波繞過預預裂縫破壞壞保留巖體體，預裂縫縫應該越過過爆破界限限范圍以外外7～10m。美國有有人建議預預裂縫的超超長值為l5m。1．7預裂爆破的減震震效果1．7．1預裂縫的減震原原理爆炸應應力波是造造成建筑物物和結構物物破壞的主主要能源．．在巖體內(nèi)內(nèi)傳播的應應力波有體體波和面波波。體波由由縱波和橫橫波構成。面波是是沿介質表表面或層面面?zhèn)鞑サ囊灰环N波。工工業(yè)爆破里里，面波往往往是造成成建筑物損損壞的主要要能量。表表面波中最最重要的是是瑞利波，它它引起的質質點運動是是膨脹和剪剪切兩種矢矢量的合成成，其軌跡跡是橢圓。大大約在l倍波長深深度以下，面面波的強度度便很小了了?？v波、橫橫波的衰減比比瑞利波快快，在距爆爆源一定距距離后瑞利利波起著主主要作用。應力波傳到界面面后，要產(chǎn)產(chǎn)生反射和和折射，當當縱波垂直直入射時，只只產(chǎn)生一個個反射波和和一個折射射波。在預預裂縫前面面進行爆破破時，產(chǎn)生生的應力波波傳到縫面面，可近似似地按垂直直入射考慮慮。當它到到達界面后后．波的一一部分能量量反射回去去，另一部部分能量透透過第二種種介質繼續(xù)續(xù)傳播，界界面上應力力的轉換可可由下述兩兩個公式確確定：式中——界面上上的反射波波應力；———界面上的的入射波應力；———界面上的的折射波應應力；——分別為為入射波通通過介質的的密度與波波速；——分別為折射波通通過介質的的密度與波波速。當主爆爆區(qū)的應力力波傳到裂裂縫面，如如果裂縫具具有一定的的寬度，縫縫內(nèi)全由空空氣充填而而無其他物物質時，由由于空氣的的波阻抗值值()對于巖石石的波阻抗值()值而言可可忽略不計計。由上述述式可知＝－＝0這是一一種全反射射現(xiàn)象，即即入射到界界面上的應應力波完全全變成反射射(反號)應力波回傳傳到主爆區(qū)區(qū)。這就是是預裂縫能能起減震效效果的理論論解釋。當預裂裂縫充水和和充填其他他碎石、土土之類物質質后，由于于其值加大大，增強了了折射作用用，從而減減低隔震效效果。所以以，為了取取得優(yōu)良的的減震效果果，預裂爆爆破后，應應盡快地進進行開挖區(qū)區(qū)的爆破工工作．以免免地下水、巖巖粉、碎石石及泥土之之類的物質流流入縫內(nèi)降降低防震效效果：在有地下水水的地區(qū)，應應當盡量降降低地下水水位。1．7．2預裂縫的防震效效果國內(nèi)水水利水電工工程建設中中，過去多多采用預留留保護層——防震孔法法，防止保保留巖體遭遭受破壞作作用。此法法可以減低低部分爆破破振動影響響，但不能能防止爆破破裂縫在保保留巖體中中的延仲；；且其鉆孔孔工作量大大，經(jīng)濟效效益差。預預裂縫則不不同，它既既可截斷伸伸向保留區(qū)區(qū)的爆破裂裂縫，同時時也能起到到比防震孔孔更好的防防震效果。對對于預裂縫縫防震作用用的定量描描述，需通通過現(xiàn)場爆爆破試驗獲獲得。1．預預裂縫與防防震孔減震震效果的比比較葛洲壩壩工程預裂裂爆破試驗驗時，選擇擇巖性比較較均一完整整的地區(qū)。按按圖1—14所示進行行試驗布置置：炮孔一一側按0.6m間距打預預裂孔后進進行爆破形形成預裂縫縫;與其對稱稱的一側打打一排或兩兩排防震孔孔，孔距約約為0.2m，預裂孔孔、防震孔孔與爆破孔孔同深;測點l、測點2、測點3到炮孔距距離相等由上上可知，預預裂孔的鉆鉆孔量只有有防震孔的的l／3．但是表1－10的測量結結果表明預預裂縫的防防震效果明明顯優(yōu)于防防震孔。從從記錄到的的振動波形形看，經(jīng)過過預裂縫和和防震孔后后的波峰被被削減，變變得比較平平圖1－14葛洲壩工工程預裂爆爆破試驗布布置示意圖圖緩，強度度大大減低低，振動周周期加長。一般，預裂縫的的減震作用用與裂縫寬寬度、深度度、長度和和巖石性質質等因素有有關，不能能用同一個個減震百分分率率斷定定。2．．通過預裂裂縫的振動動衰減規(guī)律律測量通過預裂縫與不不通過預裂裂縫的振動動衰減規(guī)律律的對比測測量，可以以定量了解解預裂縫的的減震作用用與效果。圖1－15葛洲壩工程預裂裂爆破試驗驗布置示意意圖如圖1-15所所示，找一一地質地形形條件大體體類似的地地區(qū)鉆爆破破孔，分別別按等距離離在炮孔兩兩側布置測測點。經(jīng)過過多次試驗驗后．整理理出通過預預裂縫與不不過預裂縫縫的衰減經(jīng)經(jīng)驗公式式式(1-18)、式(1—19)不通過裂縫時(1-188)通過預裂縫時(1-199)式中——垂直向向質點振動動速度．ccm/s;——一響爆破破藥量，kkg；———測點至爆爆心距離，m。如表11—11所示，在在實測的值值范圍內(nèi)，對對式(1—18)、式(1－19)的計算結結果進行對對比分析，可可以看出預預裂縫的減減震率由近近及遠達到到48.2％～70.8％。表1－10預裂縫、防震孔孔減震效果果觀測對比比表無防震預裂縫兩排防震孔一排防震孔試驗次序藥量(kg)距爆破中心的距距離(m)振動速度(cmm/s)削減振動強度((％)振動速度(cmm/s)削減振動強度((％)振動速度(cmm/s)削減振動強度((％)振動速度(cmm/s)削減振動強度(％)13.423.422.352.357.2217.2423.1012.